前言:我國于20世紀80年代后期開始發展套筒擠壓接頭和錐螺紋鋼筋接頭,并在混凝土中獲得普遍推廣應用。90年代后期,我國自主開發出滾軋直螺紋鋼筋接頭,由于滾絲設備投資少,滾絲工藝簡單,接頭成本低,發展非常迅速,在房屋建筑中的應用較為廣泛。鋼筋滾軋直螺紋連接技術把套筒冷擠壓連接,錐螺紋連接技術的兩者優點結合起來,正在逐步替代我國粗鋼筋連接技術較普及的電渣壓力焊、氣壓焊、閃光對焊等連接性能不穩定的鋼筋連接方式。所以,推廣應用滾軋直螺紋鋼筋接頭可提高鋼筋工程質量、加快工程進度、節約鋼材、降低成本,對提高我國建筑工程的技術水平和綜合社會效益具有現實意義。
一、施工特點及適用范圍
滾軋直螺紋鋼筋連接技術具有接頭強度高,質量穩定、施工方便、連接速度快、應用范圍廣、綜合經濟效益好,節約鋼材和能源,機械化使用程度高,無明火作業,不污染環境,可全天侯施工。該技術可適用HRB335、HRB400級鋼筋的連接,從經濟實用的角度來考慮,尤其適用20mm以上的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋,28mm以上的鋼筋采用此技術經濟效益更好。
二、基本原理
滾軋直螺紋鋼筋連接接頭的基本原理是利用鋼筋的冷作硬化原理,在滾軋螺紋過程中提高鋼筋材料的強度,用來補償鋼筋凈截面面積減小而給鋼筋強度帶來的不利影響,使滾軋后的鋼筋接頭能保持與鋼筋母材強度相等。
三、施工準備
(1)鋼材應具有出廠合格證和力學性能檢驗報告,其結果均應滿足現行規范和設計要求。連接套筒應有出廠合格證,套筒和鎖母宜使用優質碳素鋼或低合金結構鋼。其抗拉值應大于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2倍,套筒表面應注明被連接鋼筋的直徑和型號,在運輸、儲存時應做好防銹、防污工作。
(2)翻樣根據設計圖紙,按建筑工程樓層層高,及時調整好切斷鋼筋的長度,確定下料長度,以免接頭過于集中而影響操作,并將接頭位置安裝在受力較小的區段。
四、工藝流程:
鋼筋下料、端面平頭 滾軋直螺紋 絲頭質量檢驗 戴帽保護 絲頭質量抽檢 鋼筋連接 質量檢查。
五、滾軋直螺紋鋼筋連接技術特點
(1)接頭強度高、工藝簡單,最適合鋼筋尺寸公差小的工況。
(2)當鋼筋尺寸公差或形位公差過大時,會影響螺紋及接頭質量。
(3)不良設備、工藝制作的螺紋絲頭常常會出現較大錐度或橢圓度。
(4)若對絲頭直徑及圓柱度控制不好,接頭易出現滑脫。
六、套筒的質量控制
(1)套筒設計:設計I極接頭套筒尺寸時,應使套筒的凈橫截面面積與套筒材料設計強度值的乘積大于鋼筋面積與鋼筋標準強度乘積的1.1倍,并應留有安全儲備量,套筒的內螺紋應滿足產品性能要求。
(2)套筒原材料:應選用強度高、延性好、易加工、且價格較低的鋼材來制造,通常采用45號優質碳素鋼,也可選用低合金高強度結構鋼制造;應有合格的原材料供應商,確保材料性能合格、穩定,生產加工前應對原材料的機械性能進行抽樣復檢。
(3)生產過程的質量控制:套筒生產從毛坯到制成品各道工序均應有嚴格的抽檢制度和質量控制標準,成品表面應有產品標識,如供應商商標、規格、型號、生產批號等,以便必要時可以核查與追溯。
(4)套筒應進行防銹處理和分類包裝。
套筒的質量是通過供應商的產品合格證來保證的,為此,用戶應該選擇技術水平高、有規模、有信譽的供應商,尤其是重要結構工程應選用經過國家產品認證或經過ISO9001產品質量認證的供應商來供貨。
七、鋼筋端部螺紋的質量控制
(1)選擇良好的設備是制作合格絲頭的前提。
(2)操作工人必須經培訓合格后持證上崗,且班組人中應相對穩定。
(3)用專用螺紋量具(通端螺紋環規和止端螺紋環規)對螺紋中徑尺寸進行,抽栓數量不少于10%。
(4)用專用量規檢查絲頭長度。加工工人應逐個檢查絲頭的外觀質量。
八、接頭安裝質量控制
(1)應保證鋼筋絲頭在套筒中央位置相互頂緊。
(2)按照JGJ 107-2010版規程的安裝扭矩的要求(詳見表1)的要求,用專用扭矩扳手對安裝好的接頭進行抽檢,檢查是否滿足規定的力矩值。
直螺紋接頭安裝時的最小擰緊扭矩值 表1
鋼筋直徑(mm) |
≤16 |
18-20 |
22-25 |
28-32 |
36-40 |
擰緊扭矩(N•M) |
100 |
200 |
260 |
320 |
360 |
九、接頭的工藝檢驗和現場抽檢
(1)鋼筋連接工程開始前及施工過程中,應對每批進場鋼筋進行接頭工藝檢驗,工藝檢驗應符合下列要求:
1)每種規格鋼筋的接頭試件應不少于3根。
2)每根試件的抗拉強度和3根接頭試件的殘余變形的平均值應符合表2的規定。
接頭的抗拉強度及變形性能 表2
接 頭 等 級 |
I 級 |
II 級 |
III 級 |
抗 拉 強 度 |
ƒ 0mst≥ƒstk 斷于鋼筋
或ƒ 0mst≥1.10ƒstk 斷于接頭 |
ƒ 0mst≥ƒstk |
ƒ 0mst≥1.25ƒyk |
單向拉伸 |
殘余變形
(mm) |
U0≤0.10(d≤32)
U0≤0.14(d﹥32) |
U0≤0.14(d≤32)
U0≤0.16(d﹥32) |
U0≤0.10(d≤32)
U0≤0.14(d﹥32) |
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注: ƒ 0mst —— 接頭試件實測抗拉強度
ƒ 0stk —— 接頭試件中鋼筋實際拉斷強度
ƒuk —— 鋼筋抗拉強度標準值
ƒyk —— 鋼筋屈服強度標準值
u 0 —— 接頭試件加載至0.6 ƒyk并卸載后在規定標距內的殘余變形
3)允許接頭試件在測量殘余變形后再進行抗拉強度試驗。
4)第一次工藝檢驗中1根試件抗強度或3根試件的殘余變形平均值不合格時,允許再抽3根進行復檢,復檢仍不合格時判為工藝檢驗不合格。
(2)接頭的現場檢驗按驗收批進行。同一施工條件下采用同一材料的同等級、同形式、同規格接頭,以500個為一個驗收批進行檢驗與驗收,不足500個也作為一個驗收批。
對接頭的每一驗收批,必須在工程結構中隨機截取3個接頭試件作抗拉強度試驗,按設計要求的接頭等級進行評定。
當3個接頭試件的抗拉強度均符合表2中相應等級的要求時,該驗收批評為合格。
如有1個試件的強度不符合要求,應再取6個試件進行復檢。復檢中如仍有1個試件的強度不符合要求,則該驗收批評為不合格。
(3)現場檢驗連續10個驗收批抽樣試件抗拉強度試驗1次合格率為100%時,驗收批接頭數量可以擴大1倍。
十、結束語
滾軋直螺紋鋼筋連接技術為建筑業10項新技術之一,這種技術綜合了套筒擠壓連接和錐螺紋連接的優點,具有污染小,施工方便、連接速度快、價格適宜、操作簡單、質量穩定,接頭強度高,應用范圍廣、綜合經濟效益好等優點,具有很好的推廣前景。